ASG EUPOS w państwowym systemie odniesień przestrzennych

Transkrypt

1 ASG EUPOS w państwowym systemie odniesień przestrzennych Marcin Ryczywolski Departament Geodezji, Kartografii i Systemów Informacji Geograficznej II Konferencja Użytkowników ASG EUPOS Katowice, listopada 2012r.

2 System odniesienia określenie pewnych stałych, zaleceń i ustaleń na potrzeby definicji: początek układu (środek mas Ziemi), osi obrotu, początkowej orientacji, skali (jednostka SI), a także opis modeli zmian parametrów w czasie Układ odniesienia praktyczna realizacja systemu odniesienia, poprzez wyznaczenie współrzędnych oraz ich zmian w czasie (wyznaczenie powyższych parametrów). Konkretna realizacja układu odniesienia może być wyrażona w wielu epokach pomiarowych tzn. dany układ odniesienia może posiadać różne współrzędne dla różnych momentów czas.

3 ITRS ITRF International Terrestial Reference System International Terrestial Reference Frame Za definicję i realizację ziemskiego systemu odniesienia odpowiada Międzynarodowa Służba Ruchu Obrotowego Ziemi i Systemów Odniesienia IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service). ITRF (obecnie ITRF2008) jest realizacją układu w systemie ITRS, powstałą poprzez kombinowane rozwiązania otrzymane z różnych technik satelitarnych, w tym: DORIS (IDS), VLBI (IVS), SLR (ILRS) oraz GPS (IGS)

4 IGS International GNSS Service Obok realizacji układu odniesienia ITRF istnieje odpowiadająca jej realizacja układ odniesienia IGS, która w przeciwieństwie do ITRF oparta jest wyłącznie na rozwiązaniach GPS. Przyjęcie takiego rozwiązania zapewnia wysoką zgodność produktów dostarczanych przez tą służbę Produkty wykorzystywane przez ASG EUPOS: współrzędne stacji i ich pochodne, orbity precyzyjne, modele atmosfery

5 BOGI BOR1 JOZ2 LAMA WROC

6 Zmienność współrzędnych IGS / ITRF w regionie, w którym leży Polska wynosi średnio ~25 mm / rok. Zastosowanie takiego układu do realizacji typowych prac geodezyjnych jest niepraktyczne, zarówno ze względu na wykonywanie pomiarów, ale także w zakresie utrzymania zasobu. ETRS89 European Terrestial Reference System 1989 Głównym założeniem realizacji europejskiego systemu jest utrzymanie jak najmniejszej zmienności współrzędnych w czasie. W tym celu układ ITRF89 w epoce 1989 został związany ze stabilną częścią płyty eurazjatyckiej.

7 BOGO BOGI BOR1 JOZE JOZ2 KRAW KRA1 LAMA WROC ZYWI BPDL BYDG REDZ GWWL KATO LODZ SWKI USDL

8 ASG EUPOS ITRF ETRF BOGI BOR1 JOZ2 LAMA WROC BOGO BOGI BOR1 JOZE JOZ2 KRAW KRA1 LAMA WROC ZYWI BPDL BYDG REDZ GWWL KATO LODZ SWKI USDL

9 EUREF POL / POLREF

10 Kampania EUREF POL lipca 1992 r. Rozszerzenie sieci EUREF na obszar Polski 11 punktów tworzących zerowy rząd osnowy państwowej Współrzędne w układzie ITRF91 oraz ETRS89, epoka Kampania EUREF POL lipca maja 1995 r. Pomiar 359 punktów wraz z punktami kierunkowymi Nawiązanie sieci do punktów EUREF POL 3 etapy kampanii pomiarowej: POLREF SE opracowana w ITRF92 ep POLREF NE opracowana w ITRF92 ep POLREF W opracowana w ITRF93 ep

11 Kampania kalibracyjna integracja osnowy W latach 2008, 2010/2011 zostały przeprowadzone dwa etapy kampanii kalibracyjnej, obejmującej pomiary na stacjach referencyjnych systemu ASG EUPOS oraz na punktach osnowy naziemnej EUREF POL, POLREF, EUVN. Celem kampanii była integracja sieci ASG EUPOS z punktami osnowy naziemnej. W wyniku opracowania obserwacji został wyznaczony nowy układ współrzędnych ETRF2000 (obecnie zalecany przez podkomisję EUREF) na epokę pomiarową oraz jego ścisła relacja z układami EUREF POL, POLREF i EUVN

12 Kampania 2008 ( /2008) 292 punkty (w tym 150 pkt. POLREF i 11 pkt. EUREF POL) Kampania 2010/ ( /2010, /2010, /2010) 494 punkty oraz 54 punkty kierunkowe 2011( /2011) 213 punktów oraz 43 punkty kierunkowe Rozw. Łączne NEU(mm) Powtarzalnosc (mm) RMS Liczba obs. 2008/10/11 dla /10/11 dla

13 Dla każdej stacji referencyjnej ASG EUPOS został założony punkt osnowy podstawowej, jako ekscentr. Punkt ten będzie wykorzystywany do integracji z pozostałymi sieciami niwelacyjną i grawimetryczną. trójwymiarowy GNSS wysokościowy grawimetryczny Punkt kierunkowy lub ekscentr nr 2 Niwelacja satelitarna 0,2 1,5 km 0,2 0,5 km

14 ETRF2000 (2011.0) / EUREF 89 (1994)

15 ETRF2000 (2011.0) / EUREF 89 (1994)

16 Pomiary GNSS odbywają się w globalnym układzie odniesienia obecnie IGS08 (układ tożsamy z ITRF2008), a ich wyniki są prezentowane we współrzędnych XYZ lub φλh Ze względu na to, że pomiary w systemie ASG EUPOS są pomiarami względnymi i odbywają się w nawiązaniu do stacji referencyjnych posiadających współrzędne w aktualnej realizacji systemu odniesienia ETRS89 ETRF2000 ep , wyniki ostateczne są wyrażone w tym układzie. Wyniki nie są wyrażone w układach EUREF 89 oraz WGS84. Za pomocą formuł odwzorowawczych obliczane są współrzędne płaskie w układach 1992 oraz 2000.

17 Wsystemie ASG EUPOS wyznaczane są wysokości elipsoidalne. Aby przejść do wysokości normalnych należy uwzględnić wysokości quasigeoidy nad elipsoidą, w mierzonym punkcie. h e = H n + N Metody przejścia z wysokości elipsoidalnych na normalne: zastosowanie obowiązującego modelu quasigeoidy transformacja wysokościowa na punktach łącznych (min. 4 repery)

18 Ustawa z dnia 17 maja 1989 r. Prawo Geodezyjne i Kartograficzne Art. 3 ust. 5 Rada Ministrów określi, w drodze rozporządzenia, państwowy system odniesień przestrzennych obowiązujący na terenie całego kraju, uwzględniając jego parametry techniczne oraz warunki stosowania Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 8 sierpnia 2000 r. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych Dz. U. z dnia 24 sierpnia 2000 r. Nr 70 poz. 821

19 Przyjęcie za obowiązujące geodezyjnego układu odniesienia EUREF 89 jako rozszerzenia europejskiego układu odniesienia ETRF na obszar Polski, w wyniku kampanii pomiarowej EUREF POL 92 Przyjęcie układu wysokości normalnych, odniesionego do średniego poziomu Morza Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej, wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie koło Sankt Petersburga (Federacja Rosyjska). Rozporządzenie określa także rodzaje odwzorowań kartograficznych, opartych o odwzorowanie Gaussa Krugera: układ współrzędnych płaskich prostokątnych 1992 układ współrzędnych płaskich prostokątnych 2000

20 Rozporządzenie MAiC w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych z dnia 14 lutego 2012 r. Podstawową fundamentalną osnowę poziomą tworzą stacje referencyjne systemu ASG EUPOS, które należą do sieci stacji permanentnych EPN, przy czym do podstawowej poziomej osnowy fundamentalnej może być włączony punkt spełniający kryteria ustalone przez podkomisję EUREF. Podstawową bazową osnowę poziomą tworzą stacje referencyjne systemu ASG EUPOS oraz punkty sieci EUREF POL, POLREF oraz EUVN

21 Rozp. RM w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych z dnia 15 października 2012 Zakłada utrzymanie dwóch układów odniesienia PL ETRF89 oraz PL ETRF2000 będących realizacja systemu ETRS89, oraz wprowadza dodatkowe układy współrzędnych płaskich PL 1992, PL 2000, PL LAEA, PL LCC, PL UTM Fizyczną realizacją geodezyjnego układu odniesienia PL ETRF2000 jest sieć europejskich stacji permanentnych EPN o dokładnie wyznaczonych współrzędnych oraz zmian tych współrzędnych w czasie; Przenoszenie na obszar Polski i konserwacja geodezyjnego układu odniesienia PL ETRF2000 odbywają się przez siec stacji permanentnych ASG EUPOS;

22 Rozp. RM w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych z dnia 15 października 2012 Przenoszenie na obszar Polski i konserwacja geodezyjnego układu odniesienia PL ETRF89 (EUREF 89) odbywają się przez siec punktów podstawowej osnowy geodezyjnej za pośrednictwem obserwacji satelitarnych GNSS Różnice współrzędnych pomiędzy układami odniesienia PL ETRF2000 a PL ETRF89, będą publikowane w Biuletynie Informacji Publicznej Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii (nie później niż w dniu 1 stycznia 2014)

23 PL ETRF89 GRS80H* Parametry transformacji PL ETRF2000 XYZ PL ETRF2000 GRS80h PL ETRF2000 GRS80H* PL ETRF PL ETRF Formuły odwzorowawcze PL ETRF PL ETRF89 UTM PL ETRF89 LAEA Formuły odwzorowawcze PL ETRF PL ETRF2000 UTM PL ETRF2000 LAEA PL ETRF89 LCC PL ETRF2000 LCC * * PL KRON86 NH 31 grudnia 2019 r. PL EVRF2007 NH

24 Stacje referencyjne systemu ASG EUPOS przenoszą na obszar Polski globalne (ITRF) i europejskie (ETRF) układy odniesienia. Od momentu uruchomienia systemu ASG EUPOS obserwacje z wszystkich stacji są obliczane w cyklu tygodniowym przy wykorzystaniu precyzyjnych danych IGS i CODE (orbity, poprawki zegarów, modele atmosfery itd.) w celu określenia precyzyjnych współrzędnych ITRF/ETRF (a w przyszłości także prędkości wektorów). Współrzędne stacji są obliczane także przez zewnętrzne centra obliczeniowe (WAT oraz EUPOS CC), a stacje należące do sieci EPN dodatkowo są opracowywane przez lokalne centra obliczeniowe EPN: WUT, WAT, BKG, OLG.

25 RWMZ 12281M001

26 WLAD 12222M001

27 II Konferencja Użytkowników ASG EUPOS listopada